Direkte DNA-Sequenzierung unter dem Rasterkraftmikroskop

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Direkte DNA-Sequenzierung unter dem Rasterkraftmikroskop. Volker Deckert und sein Team vom Institute for Analytical Sciences (ISAS) in Dortmund haben eine Methode entwickelt, die einen Weg zur direkten Sequenzierung des Erbmaterials weisen könnte. Direkte Sequenzierung bedeutet, die vier Buchstaben des genetischen Codes zu lesen wie mit einer Lupe. Ein DNA- oder RNA-Strang hat einen Durchmesser von nur 2 nm, entsprechend stark muss die Vergrößerung sein. Deckerts Team nutzt dazu ein Rasterkraftmikroskop. Eine winzige versilberte Glasspitze fährt, vom Mikroskop gelenkt, über den RNA-Strang. Ein auf diese Spitze fokussierter Laserstrahl regt den Abschnitts des Strangs, der gerade abgerastert wird, und versetzt ihn in Schwingungen. Aus dem Streulichtspektrum (Ramanspektrum) lassen sich genaue Rückschlüsse auf die molekulare Struktur ziehen. Jeder genetische Buchstabe, sprich jede der vier Nucleobasen, schwingt anders und erzeugt daher einen charakteristischen spektralen „Fingerabdruck“. Eine direkte Auflösung einzelner Basen ließ sich zwar nicht erreichen, ist aber auch gar nicht notwendig. Die Spitze muss lediglich in Intervallen von jeweils einem Base-Base-Abstand über den RNA-Strang bewegt werden. Auch wenn die gemessenen Daten dann aus einer Überlagerung der Spektren einiger benachbarter Nucleobasen bestehen, sollte sich daraus die Sequenz der RNA ableiten lassen. Wenn sich die Methode, die als „Spitzenverstärkte Raman-Spektroskopie“ (TERS von engl. Tip-enhanced Raman Spectroscopy) auch auf DNA übertragen lässt, könnte sie die Entschlüsselung des Erbguts revolutionieren. Herkömmliche Methoden zur DNA-Sequenzierung sind sehr komplex, funktionieren nur indirekt und benötigen eine große Menge Erbmaterial. Die neue Methode „liest“ dagegen den Code direkt, ohne chemische Hilfsmittel oder Umwege. Und es wird nur ein einzelner DNA-Strang benötigt.

www.isas.de

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